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我國綠色建筑發展現狀及其環境效益研究

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在建設部2006年制定、2014年修訂的《綠色建筑評價標準》(GB/T50378-2006、GB/T50378-2014)中,綠色建筑(greenbuilding)定義為,在全壽命期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材,簡稱“四節”)、保護環境、減少污染(通常稱為“一環保”),為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。全生命周期是指從原材料的開采、材料與構件生產、規劃與設計、建造與運輸、運行與維護及拆除與處理(廢棄、再循環和再利用等)的全循環過程。

由概念可知,綠色建筑中的“綠色”并非簡單的建筑綠化程度,而是強調建筑的經濟效益性和環境友好性,例如利用自然資源的水平及節能水平;同時指出建筑對環境效益,例如是否減少環境污染、減少二氧化碳的排放;此外也兼顧了建筑的社會效益,比如“健康”、“適用”和“高效”。之所以強調建筑的“四節一環保”性能,是因為隨著房屋建筑需求增加、城鎮化進程加快、采暖區向南擴展及家用電器品種數量增加,建筑能耗已成為與工業、交通能耗并列的三大能耗之一,其中建筑的能耗約占三到四成,同時也是碳排放大戶。綠色建筑一定為節能建筑,且在節能建筑的基礎上同時考慮可再生能源的利用、節水、節材、節地、室內環境質量和智能控制的內容,更加強調可持續性,因此節能建筑不一定是綠色建筑。

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一、綠色建筑概況

(一)我國綠色建筑相關政策

上個世紀80年代,伴隨建筑節能問題的提出,綠色建筑概念開始進入我國,綠色建筑技術、評價體系等研究逐步興起,建筑節能工作在全國范圍內展開。2006年6月1日,原住房和城鄉建設部出臺了《綠色建筑評價標準》(GB/T50378-2006),第一次為綠色建筑貼上了標簽;2006年和2007年,住房和城鄉建設部又出臺了《綠色建筑評價技術細則(試行)》和《綠色建筑評價標識管理辦法》等等,逐步完善適合中國國情的綠色建筑評價體系。

國務院在發布的《關于轉發發展改革委、住房城鄉建設部綠色建筑行動方案的通知》中提出“十二五”期間完成新建綠色建筑10億平方米;到2015年末,20%的城鎮新建建筑達到綠色建筑標準要求。同時還對“十二五”期間綠色建筑的方案、政策支持等予以明確。隨后,住房和城鄉建設部并于2014年和2015年分別對《綠色建筑評價標準》和《綠色建筑評價技術細則》進行修訂。

(二)我國綠色建筑標識管理及發展概況

我國綠色建筑評價標準將綠色建筑分為一星級、二星級、三星級3個等級。住房和城鄉建設部于2017年12月發布了《關于進一步規范綠色建筑評價管理工作的通知》(建科(2017)238號),提出建立綠色建筑評價標識屬地管理制度。綠色建筑評價標識實行屬地管理,各省、自治區、直轄市及計劃單列市、新疆生產建設兵團住房城鄉建設主管部門負責本行政區域內一星、二星、三星級綠色建筑評價標識工作的組織實施和監督管理。通知要求推行第三方評價。由具有評價能力和獨立法人資格的第三方機構(以下簡稱評價機構)依據國家和地方發布的綠色建筑評價標準實施評價,出具技術評價報告,確定綠色建筑性能等級。

中國建筑節能協會能耗統計專委會統計數據顯示,2015年中國建筑總面積達到613億平方米,建筑能源消費總量為8.57億噸標準煤,占全國能源消費總量的20%[中國建筑節能協會能耗統計專委會.《中國建筑能耗研究報告(2017)》]。截至2016年底,全國累計綠色建筑面積超過8億平方米,僅占全國建筑總面積的1.3%左右,能達到綠色建筑要求的建筑占比很低。在綠色建筑領域內,全國累計獲得綠色建筑一星標識項目4,186個,占全國累計綠色建筑評價標識項目的57.91%;累計獲得綠色建筑二星標識項目2,243個,占比31.03%;累計獲得綠色建筑三星標識項目800個,占比11.07%;三星標識項目總體偏少[前瞻產業研究院,《2018-2023年中國綠色建筑行業發展模式與投資預測分析報告》]。

二、綠色建筑評估

綠色建筑的星級認證評價,本身即為系統性的綜合評估,同時屬于建筑領域具有很強的專業性和全面性的認證結論,“四節一環保”也基本能涵蓋建筑與生態環境影響所需要關注的各個方面。然而另一方面,具體的綠色建筑評價工作涉及方面眾多,建筑行業外的非本專業人士雖然可以通過不同的星級等級來簡單評判建筑的綠色程度,但具體到某個綠色建筑的生態環境方面的評估時,仍需要在綠色星級之外,考察各具體項目在“四節一環保”等方面中某些要素的特定表現,特別是建筑對生態環境具有更為直接和明確影響的若干要素的實際表現情況。此外,各綠色建筑項目還特別需要考慮建筑項目在特定區域環境內所需要特別考察的區位影響因素。

本研究著重分析綠色建筑評價標準中,在評判項目的常規建筑性能以外,項目可能對生態環境產生重要影響的主要因素,并從此若干因素中分析和判斷項目的表現水準,進而用以綜合評估和判斷綠色建筑的綠色程度。

(一)綠色建筑的星級評估

根據綠色建筑評價標準,綠色建筑評價應遵循因地制宜的原則,結合建筑所在地域的氣候、環境、資源、經濟及文化等特點,對建筑全壽命期內節能、節地、節水、節材、保護環境等性能進行綜合評價。綠色建筑評價指標體系由節地與室外環境、節能與能源利用、節水與水資源利用、節材與材料資源利用、室內環境質量、施工管理、運營管理7類指標組成;每類指標均包括控制項、評分項和加分項。

2014年修訂后的評價標準,相較于2006版增加了施工管理的評價指標,但不對施工管理和運營管理2類指標進行評價,但可預評;相關條文每類指標的劃分依然采用三檔,其中控制項的評定結果為滿足或不滿足,評分項和加分項的評定結果為分值,3個等級的綠色建筑均應滿足所有控制項的要求,且每類指標的評分項得分不應小于40分,最終總得分為各個指標加權合計分數,按照該加權合計分數將綠色建筑劃分為一星級(對應得分為50分)、二星級(對應得分為60分)、三星級(對應得分為80分)3個等級。

《綠色債券支持項目目錄》中,將綠色建筑二星級及以上列為了可支持的綠色項目,因而在實際的綠色建筑評估中,綠色建筑的星級認證是基礎性的評估材料。同為二星、三星級綠色建筑,其建筑的綜合表現是通過綜合打分所得,在各方面的表現仍有差異。具體到與能源資源消耗和生態環境相關的領域,各方面的表現可能仍有差異。因此,中債資信在評估綠色建筑此類的綠色項目時,除了參考星級認證結論之外,還將特別關注各項目在“四節一環保”方面中的重要指標要素的表現。

(二)綠色評估的關注要素

1、節能

建筑使用過程中大量消耗電能、熱能、冷能來實現室內升溫、降溫、照明等功能,若采用電直接供暖、制冷或加濕將會造成資源的浪費。為了降低建筑的能耗,通常可從建筑結構、制冷通風系統、照明與電氣系統和能量綜合利用等方面采取措施來實現能耗的降低。

建筑結構方面,外窗、玻璃幕墻的可開啟部分能使建筑獲得良好的通風,良好的設計可實現建筑內部的自然循環通風,改善建筑內部環流,進而也減少使用電力驅動建筑內部強制通風和氣流循環的能源消耗。

圍護結構是指建筑及房間各面的圍擋物,如門、窗、墻等,能夠有效地抵御不利環境的影響,而圍護結構的熱工性將直接決定建筑的采暖和制冷的空氣調節能耗。圍護結構的總體熱工性能是否符合基本的節能設計要求、同時能優于普通建筑的入門級別的要求,可以有效保證綠色建筑的節能屬性優良。

目前可用的節能途徑包括:太陽能光熱系統、太陽能光伏系統、地源熱泵系統、毛細管三維輻射采暖制冷系統、溫濕度獨立控制空調系統、光導管采光系統、智能照明系統、建筑自身設計結構節能(自然通風、自然采光、墻體節能、窗戶節能及屋面節能)等,外窗、玻璃幕墻的可開啟部分能使建筑獲得良好的通風。例如北京奧運村采用的建筑一體化的太陽能熱水系統,該系統包括集熱系統、儲熱系統、換熱系統和生活熱水系統,在奧運會期間該太陽能熱水系統為參賽的16萬多名運動員提供洗浴熱水,奧運會后,其又成為周邊近2,000戶居民生活熱水的來源。

綠色評估中,綠色建筑在節能方面的表現,對于建筑能源消耗有主要影響的若干要素,綜合考察受評估的建筑表現水準。特別地,各建筑有無根據當地的自然資源條件,充分合理地利用可再生能源、區域主導能源等有利條件,盡可能實現建筑的節能降耗。

2、節地

“節地”是綠色建筑“四節一環保”的重要組成部分,主要包括土地利用、室外環境室及交通設施與公共服務三個主要方面。其中土地利用涉及節約集約用地、綠化用地設置、地下空間利用三個重要方面,鼓勵建設項目適度提高容積率、建設普通住宅并充分利用地下空間,從而實現提高土地使用效率、節約集約利用土地的目的;同時引導建設項目優化建筑布局與設計,設置更多的綠化用地,提高土地使用的生態功能,從而改善和美化環境、調節小氣候、緩解城市熱島效應;室外環境涉及光污染控制、環境噪聲控制、風環境要求、降低熱島強度的措施;交通設施與公共服務涉及公共交通聯系、無障礙設計、停車場所設置、公共服務配置四個重要方面。

根據以上與節地有關的措施,結合綠色本質要求,選出容積率、綠地率、降低熱島強度、公共交通設施、公共服務設施和綠化方式與植物等6個主要要素,對綠色建筑進行評估。

3、節水

根據調查顯示,全國670座建制城市中有400座不同程度的缺水,110座嚴重缺水正常年份全國城市缺水60億萬m3。面對這種嚴峻的缺水形式,國家的政策調節和人們的節水意識都顯得尤為重要。綠色建筑中的節水措施分為使用替代水源與提高用水效率兩類。

替代水源方面,目前建筑中常用的替代水資源包括雨水、中水、冷凝水等。中水主要來源于建筑生活排水,包括冷卻排水、沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水等雜質排水(不含廚房排水),也包括衛生器具排水。這些水經過處理后,達到規定水質標準便形成了中水。根據調查顯示,我國目前建筑生活廢水占建筑總排水量中,住宅為69%,賓館、飯店為87%,辦公樓為40%。若將這些水收集起來經過凈化處理成為中水,便相當于增加了城市的供水量。在我國,目前已有超過1/3的大城市引入了市政中水系統,便于各個建筑直接接入使用。雨水利用是一種綜合考慮雨水徑流污染控制、城市防洪以及生態環境的改善等要求。現階段雨水回用主要為三個方面:調蓄排放、地面雨水入滲、回收利用屋面雨水。對雨水進行收集和利用,不僅可以直接補充水資源用于非飲用水,還可以通過保護河流水系的自然形態、增加坑塘濕地等下滲系統,保障地表水和地下水的健康循環和交換,可以間接地補充城市水資源。

綠色建筑中采用雨水及污水回收系統的典型案例中,北京奧運村將水處理系統與景觀、花房相結合,在花房中的植物與微生物環境下實現自然凈化污水,然后將其用于景觀綠植的灌溉中,實現了污水的回收利用;世博中心利用屋面收集雨水,并將其用于道路沖洗和綠化灌溉,并通過綠地和滲水材料鋪設路面、廣場、停車場等使得雨水蓄滲回灌,從而實現水資源的充分利用。

替代水源的優勢在于減少自然水源的過量消耗,在非飲用水領域內大量使用,如綠化灌溉、地面清洗、景觀水體補水、沖廁、洗車等。特別是水資源比較緊缺的內陸城市,使用替代水源可較大程度額分擔城市供水壓力。但替代水源的不足在于成本較高。對于那些沒有市政中水的城市,引入替代水資源,勢必會在建筑內增加一套專門收集和處理替代水源的系統,根據水處理等級和設備類型的不同,造價在幾十萬元到幾百萬元不等,并且該類系統的運營和維護成本也隨著使用年限的增加而大幅上漲,由此限制了替代水源的普及程度。

用水效率方面,綠色建筑可通過采取有效措施避免管網漏損、給水系統無超壓出流現象、使用較高用水效率等級的衛生器具、綠化灌溉采用節水灌溉方式、空調設備或系統采用節水冷卻技術等。國際上有很多種用水效率高的節水器具,如自動感應水龍頭、曝氣水龍頭、節流噴頭、改進型低高(位)沖洗水箱、免沖式小便器等等。節水器具一般分為兩種,一種是分流節水控制用水量,一種是通過感應式的裝置控制水的用量達到節水目的。例如,在住宅建筑與公共建筑生活用水中,便器沖洗水量通常占到全天用水量的30%~40%,因此是建筑節水的重點區域。目前市面上的節水便器多為延時自閉沖洗閥式便器或自動感應沖洗便器,節水效率可以達到12%左右。

根據以上分析,在綠色建筑節水評估中,需要予以關注的要素包括了6個充分體現用水效率及替代水源利用情況的指標。

4、節材

建筑材料作為建筑的載體,是建筑的物質基礎和基本元素。綠色建筑材料在滿足建筑所需的基本質量標準的前提下,在原料采集、生產制造、材料使用、廢棄再生的全壽命周期過程中減少對地球資源、能源的消耗,降低環境的負荷,有利于建筑使用者身心健康,滿足建筑綠色發展需求的建筑材料,主要體現在低消耗、低能耗、低排放、無污染、多功能、可循環利用六大方面。

節材主要通過建筑材料就地取材,或者建筑材料生產點位于施工現場500公里范圍內;采用耐用性能好的建筑材料,比如高強度鋼、高性能混凝土、高性能混凝土外添加劑等;建筑垃圾資源化綜合利用,提高可循環利用材料的應用占比,在保證房屋結構性能及居住要求的前提下,采用以工業或生活廢棄物為原料的建筑材料;結構性施工與裝修工程一次施工到位等方面,避免重復裝修造成材料浪費;使用可改善室內空氣質量的功能性裝修修飾材料。在評價建筑的節材指標過程中,選取土建工程與裝修工程一體化設計、采用工業化生產的預制構件、選用本地生產的建筑材料、現澆混凝土采用預拌混凝土、合理采用高強建筑結構材料及采用可再利用材料和可再循環材料等指標進行評價。

5、環保

綠色建筑對室內空氣質量、熱環境、光環境、聲環境等都有不同程度的改善,這些改善有助于提高建筑的舒適性,提高使用者的工作效率,降低疾病概率。在評價建筑環保性能是選取主要功能房間的室內噪聲級、改善建筑室內天然采光效果、采取可調節遮陽措施降低夏季太陽輻射得熱、供暖空調系統末端現場可獨立調節、優化建筑空間平面布局和構造設計改善自然通風效果及地下車庫設置與排風設備聯動的一氧化碳濃度監測裝置等6個指標進行評價。

特別地,對于已經建成投運的綠色建筑而言,綠色建筑評價標準內對運營期設置了市內空氣質量標準。在建成運營滿一年后,標準重點關注了包括氨、甲醛、苯、總揮發性有機物(TVOC)和氡的濃度限值,其中前三項為1小時均值,TVOC為8小時均值,氡則需為年均值,各污染物均不得高于質量標準的限值。對于建成投運的綠色建筑項目,需要關注室內空氣質量是否達標、如未達標是否及時采取有效措施消除污染源、并實現空氣質量達標。

三、綠色建筑的環境效益及環境影響

(一)綠色建筑的環境效益

在建筑的建造和使用過程中,需要消耗大量的自然資源,同時增加環境負荷。據統計,人類從自然界所獲得的50%以上的物質原料用來建造各類建筑及其附屬設備。這些建筑在建造和使用過程中又消耗了全球能量的50%左右;與建筑有關的空氣污染、光污染、電磁污染等占環境總體污染的34%;建筑垃圾占人類活動產生垃圾總量的40%。因此,建筑的節能減排成為未來的大趨勢《綠色建筑評價標準編制說明》。

綠色建筑的環境效益,其實從“四節一環保”中即可以得到體現,即包括節約能源、節約土地、節約水源、節約其他的資源,并在建設、運營中更為環保友好。在《綠色債券支持項目目錄》中,綠色建筑被歸納到“1、節能”板塊中的“1.2可持續建筑”中,因而總體而言,綠色建筑的節約能源的環境效益,相比其他方面的環境效益,表現得更為顯著。

具體到各項目層面,以各方面達到國家建設標準的普通建筑作為基準,綠色建筑的環境效益集中可以體現在節約能源的消耗、節約水資源的消耗。對于“四節”中的節約土地方面,綠色建筑相比普通建筑,通常可以更高效率地使用土地資源、并提供相對而言更為集中的公共服務設施或者更便利的公共服務獲得途徑,但對于擬用于建筑項目建設的城市用地而言,土地并沒有實質意義上的節約,因而此方面的環境效益可以不予以重點關注;節材方面,綠色建筑可以使用更高比例的可再生材料、預制材料、當地生產的建材以減少運輸過程的能源消耗和污染排放,但是通常而言,在建筑的生命周期內,作為建筑的基礎骨干的相關材料幾乎不會出現再生循環使用,節材更多體現在更高比例地采用了環境友好和資源節約型的材料,因而直接循環性的環境效益并不在建設和運營期出現,因而此方面環境效益亦不做重點關注。

(二)綠色建筑的環境影響

綠色建筑仍屬于建筑范疇。建筑領域的環境影響,主要體現在施工期的揚塵、煙氣、噪聲、廢水、開挖土方、建筑業固廢以及生活垃圾的排放,特別是對于屬于較為敏感的環境功能區內的建設項目,需要特別注意降低相關污染的排放,消除施工期的負面影響,在綠色建筑中強化落實綠色施工行為。在運營期,建筑的能源消耗和水資源消耗表現得較為顯著,特別是對于大型的公共建筑、大型居住社區類建筑,因照明辦公、采暖制冷、日常生產生活需要消耗大量的能源和水源;建筑運營水平的高低,同樣可以決定建筑的能耗水平和水耗的強度。綠色建筑,輔以良好的綠色施工和綠色高效運行,將可以實現更高水平的綠色效益。

四、小結與展望

在我國建筑工程領域,越來越體現綠色環保的要求,綠色建筑越來越受到關注。滿足二星級以上的綠色建筑的項目標的,預期將在市場中不斷涌現。在建筑技術發展方面,除了傳統的設計滿足綠色建筑要求之外,例如類似裝配式建筑的技術應用,也在不斷拓展綠色建筑的概念范疇;諸如裝配式的建筑,在施工和裝飾裝修兩方面均具有高效節能的特點,預期將有著良好的發展趨勢。

建筑與人民的生活生產和公共活動密切相關。通過綠色債券等綠色金融工具,我國可以進一步推動綠色建筑的發展,擴展綠色建筑的覆蓋面積,進而助力節能減排工作,實現我國碳減排達峰的國際承諾,同時實現建設美麗中國的愿景。


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